在 Thumb 模式下将寄存器符号扩展为 64 位（设置所有位 = 符号位）答案

【问题标题】：Sign extend a register to 64-bit (set all bits = sign bit) in Thumb mode在 Thumb 模式下将寄存器符号扩展为 64 位（设置所有位 = 符号位）
【发布时间】：2021-09-13 01:04:27
【问题描述】：

我正在为 ARM7TDMI（ARMv4T 架构）使用汇编程序。我正在使用 Thumb 模式，因为 ROM 具有 16 位总线 (GBA)。我想对一个 32 位寄存器进行符号扩展，以获取另一个寄存器，其中所有位都设置为源寄存器第 31 位的副本。符号扩展的寄存器是高位寄存器，特别是 R9。

我目前正在使用这个：

        mov     r0,r9
        mvn     r0,r0           @ sign bit needs to be inverted due to
                                @ the silly ARM carry convention
        add     r0,r0           @ copy sign bit to carry
        sbc     r0,r0           @ sign-extend R9

但这需要 4 条指令。有没有更短的方法？

【问题讨论】：

试试mov r1, r9; asrs r1, r1, #32
@fuz：请注意，您只需要移动#31，因此您可以在超出范围移位计数的工作方式与 ARM 不同的其他 ISA 上执行相同的操作。原来的符号位成为新的 LSB，其他 31 位是它的副本。
@fuz 哦，天哪，我完全错过了那个指令/变体。正如您可能知道的那样，我仍然习惯于 Thumb 指令集。我的印象是“每一位操作都需要一个寄存器”。顺便说一句，如果这是一个答案，我会同意的。是的，我更喜欢 31。
您可以随时询问编译器，例如int64_t sext(int32_t x){ return x; }。 godbolt.org/z/EErn4sY5a 编译为 asrs r1, r0, #31 / bx lr

标签： assembly arm twos-complement sign-extension

【解决方案1】：

使用算术右移 31 或 32 将符号位作为 -1 或 0 复制到新寄存器中：

mov r1, r9       @ move to a low register to be usable as an operand
asrs r0, r1, #31 @ generate -1 or 0 in R0 depending on sign of R1

【讨论】：

整体思路不错。 GNU 汇编器不接受asrs，只接受asr（我会说这是汇编器的一个陷阱，因为指令会更新标志）。我不需要浪费一个寄存器，所以我使用r0而不是r1。谢谢！
@PedroGimeno 使用.syntax unified 选择现代统一语法。我为asrs 选择了一个带有两个不同操作数的示例，以强调您不需要额外的指令即可在低位寄存器中同时获得 64 位值的高位和低位字。
了解当您切换到统一语法时，您将需要更改您的其他汇编语言代码，否则它可能会中断。或者只是使用 asr 并完成它。硬件拇指指令设置标志它不是汇编程序。 15-20 年后，尽管 gnu 的人可以解决这个问题（或者我们中的一个人可以），这样对于不支持 thumb2 的目标的拇指来说，只允许 sub 或 subs、asr 或 asrs 等并完成它。
@old_timer 那么您希望代码根据选择的 CPU 类型产生不同的效果吗？我看不出这怎么会出错。
非统一语法语言已经存在并且已经错了 20 年了？为什么在继续支持遗留支持的损坏的同时修复它会更糟？统一的语法是一个巨大的失败（就像我不尝试就可以想到的另外一两件事），并且使用gas肯定比不使用手写代码要糟糕得多。